中国农业净碳汇空间集聚与分异

农业净碳汇空间集聚与分异特征,是当前中国农业现代化、生态化转型面临的重大问题。为了精准把握长时间尺度、微观空间单元下中国农业净碳汇空间集聚与分异特征,文章采用全国县域尺度农业数据,结合标准差椭圆方法、探索性空间分析方法等分析工具,对中国县域农业净碳汇空间格局分布规律进行详细探讨。研究表明,(1)从标准差椭圆方法揭示的空间分异格局来看,净碳汇空间分布中心整体存在向东北移动的趋势,空间分布范围存在明显的收缩态势,东北地区净碳汇对全国净碳汇空间格局的影响作用加强。(2)从全局空间自相关揭示的净碳汇空间集聚格局来看,全国净碳汇自1991─2011年经历了集聚—分散的过程。1991─2001年间,空间自相关程度在不断增强,农业生产方式和农业活动结构的相似性在空间上表现得较为明显。2001─2011年,空间自相关系数大幅下降,意味着净碳汇高值集聚区域在空间上逐渐呈现碎片化。(3)从局部空间自相关来看,农业净碳汇高值集聚区不断增多,低值集聚区不断减少,总体上反映了中国农业生产净碳汇在空间格局上呈现出的改善。已经形成了东南地区净碳汇、西北地区负碳汇为主的空间分布格局。     

气候变化背景下福建主要农业气象灾害演变特征和趋势

利用1978-2007年福建省常规气象资料和主要农业气象灾害数据,采用气候倾向率、突变分析、最大熵谱分析等方法研究近30 a来福建省气候变化背景下主要农业气象灾害的演变特征和变化趋势.结果表明:福建省气候存在明显变暖的趋势,气候倾向率为0.381℃·10a-1;在这种气候变化背景下,4种主要农业气象灾害表现出不同的变化趋势,其中旱灾呈减少趋势,洪涝、低温冻害和风雹灾害的灾情呈增加趋势,尤其是风雹灾害,进入20世纪90年代后期(突变点在1998年),灾情明显加重.总体上说,农业气象灾害对福建农业生产的影响呈增加趋势,特别是从20世纪80年代中期开始(突变点在1986年),灾情持续扩大,这种变化势必造成农业生产的风险加大.     

黄河流域农业资源环境效率时空演化特征及影响因素

探讨农业资源环境效率对于推动黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义。通过构建农业资源环境效率综合评价指标体系,采用超效率SBM模型和空间计量模型,对1990—2017年黄河流域9省(区)农业资源效率时空分异特征及其演变过程进行测度与刻画,并进一步探讨其影响因素。结果表明:(1)研究期间黄河流域9省(区)农业资源环境效率总体呈现缓慢波动上升趋势,且总体水平较低,山东和四川处于引领地位。(2)黄河流域农业资源环境效率总体呈现下游上游中游的空间分布格局。从空间格局演化来看,流域农业资源环境效率空间分异特征较为明显,呈现以山东和四川为核心的"双核"特征;从上、中、下游来看,则呈现"中心-外围"特征。(3)从影响因素结果分析来看,农业经济发展水平、农业生产技术水平和种植业结构对流域农业资源环境效率具有显著促进作用,而财政支农政策、工业化水平、环境规制和农业受灾率则具有一定阻碍作用。最后,提出了黄河流域强化农业科技支撑、农业生态环境保护和农业基础设施建设等方面的对策建议。     

泸州市农业碳收支时空变化及公平性评价

根据泸州市空间面板数据,分别采用参数估算法及IPCC清单估算法估算该市2006—2015年农业生产碳收支状况,并用生态承载系数及经济效率系数进行区域农业碳排放公平性评价。结果表明:(1)2006—2015年该市农业碳吸收量由166. 47×10~7kg增长到188. 38×10~7kg,水稻碳吸收占比最大。农业碳吸收强度由2006年的8×10~3kg·hm~(-2)上升到2015年的8. 96×10~3kg·hm~(-2),其中龙马潭区叙永县明显减弱,而泸县和合江县显著增强。(2)研究期该市农业碳排放量由144. 02×10~7kg减少到127. 71×10~7kg,其中牲畜养殖是最大排放源。农业碳排放强度由2006年的6. 92×10~3kg·hm~(-2)下降到2015年的6. 07×10~3kg·hm~(-2),其中龙马潭区、纳溪区、叙永县和古蔺县明显减弱,而泸县显著增强。(3)农业碳排放生态承载力从大到小依次为江阳龙马潭泸县合江纳溪古蔺叙永;农业经济效率从大到小依次为龙马潭江阳泸县合江纳溪古蔺叙永。(4)农业碳排放公平性聚类分析结果显示,该市北部平原地区在一定程度上分担了其他地区的农业碳减排压力,南部山区农业碳排放则加重了该市农业碳减排压力。     

基于MODIS数据的珠三角地区NDVI时空变化特征及对气象因素的响应

珠江三角洲是广东省经济密度最大、人为活动最强烈的区域,随着工业化和城市化的迅速发展,该区域出现了各种生态环境问题。通过对2001-2017年覆盖珠三角地区的MODIS/NDVI数据进行月时间序列重构和年时间序列合成,利用趋势分析方法和空间自相关分析方法对珠三角地区NDVI的时间变化趋势和空间格局特征进行研究,同时结合气象站点观测资料,基于相关系数方法分析NDVI对气象因素的响应。结果表明,(1)在过去的17年中,珠三角地区NDVI在年际变化上呈现波动增长趋势,总体年平均增长速率为0.005 1。(2)在空间分布上,珠三角范围内有90.84%区域的植被呈增长趋势,而在珠三角核心地带的城市群集区域存在植被退化现象,占全区面积的9.16%。(3)珠三角地区NDVI具有高空间集聚特性,受地形和城区分布影响,低植被覆盖集聚区和高植被覆盖集聚区分布格局显著且变化稳定,在多年平均NDVI的局部空间自相关分析中分别占全区面积的28.77%和33.69%。(4)珠三角地区NDVI和气温、降水及日照时数在月变化上显著相关,NDVI对气温和降水的响应分别存在1个月和1-2个月的滞后效应,并且这种滞后效应在空间分布上也体现出"西南-东北"方向的区域差异,而NDVI对日照时数的响应不存在滞后。(5)在年尺度上,珠三角地区NDVI与气象因素之间的相关性不显著。研究结果对珠三角地区恢复植被和修复生态具有重要的参考价值和现实意义     

基于投入视角的黄淮海平原农业碳排放与经济发展脱钩研究

农业增长对资源依赖的变化趋势以及农业发展与环境的互动关系日益引起学术界的关注.运用脱钩理论,以2000-2005和2005-2010年为时间尺度,以县域为空间尺度,探讨黄淮海平原农业碳排放与经济增长之间的脱钩关系,揭示两者脱钩发展的时间和空间演变趋势及转移特征,并尝试分析脱钩的内在机理.结果表明:(1)脱钩类型的数量结构和空间格局均发生明显变化,黄淮海平原农业正处于由资源依赖向技术依赖的过渡时期.2000-2005年农业碳排放与经济增长以强复钩和扩张性复钩为主,脱钩空间格局较为分散;2005-2010年以强脱钩和弱脱钩为主,脱钩区域呈现空间集聚态势;若考虑因技术进步带来的碳排放系数变化因素,脱钩趋势将会更加明显.造成这种空间格局的原因主要是经济增长与环境的关系较为复杂,经济发展、技术进步和制度创新等因素通过互动机制共同作用于农业生产经营主体.(2)脱钩类型的转换呈跳跃性,转换方式以强复钩、扩张性复钩转换为强脱钩、弱脱钩为主,且脱钩状态不稳定,持续脱钩难度较大.脱钩状况受到经济效应、技术效应和政策效应等因素的共同作用,3者作用的两面性是持续脱钩难的重要原因.     

2013─2014年武汉市PM_(2.5)的时空分布特征及其与气象条件的关系

霾天气的频繁发生降低了武汉空气质量,明晰致霾污染物PM2.5的污染机理、污染时空分布特征、影响因素是科学认识和解决霾污染天气的重要前提。在全国大范围内开展PM2.5源解析的背景下,探讨其时空分布特征,厘清与气象因子的相互关系,是对源解析工作的响应,也是污染防治决策的科学依据。本文以2013─2014年武汉市10个国控点的PM2.5监测数据和中国地面气象交换站气象数据为基础,运用统计学方法,基于不同时间尺度和空间分布类型研究PM2.5污染分布特征,并探讨其与气象条件的相互关系。结果表明:(1)武汉市PM2.5污染表现出显著的时间分布规律。就年变化而言,PM2.5污染程度2014年(年均值121μg·m-3)2013年(107μg·m-3),且PM2.5污染主要为良好和轻度污染,季节尺度上冬季秋季春季夏季,月均值规律体现为4─9月优于10─翌年3月,以周为单位表现出显著的正周末效应,即周日周六周一周五周四周三周二;(2)武汉市ρ(PM2.5)的空间差异与区域类型、城市布局有关,工业区、居民区、交通区较风景区污染严重,二环和三环较一环严重;(3)ρ(PM2.5)月均值分布与降雨量、气温、平均风速、相对湿度呈负相关关系(P0.05),与气压呈正相关关系(P0.01),监测点S2、S3、S9与平均相对湿度相关性更显著。PM2.5污染的减轻与气象条件有一定关系,也离不开城市环境空气治理。     

沈阳市农业生态系统空间分布梯度的分析

本文根据沈阳市107个乡镇的资料,采用主分量分析方法对沈阳市农业生态系统空间分布梯度进行了分析。结果表明,在地理生态环境条件和社会经济条件综合作用下,形成了以沈阳市区为中心的环状分布梯度格局,依次分成城市型、近郊型、远郊型和农村型农业生态系统;并结合空间分布梯度规律探讨了不同类型农业生态系统发展战略问题,旨在对城乡结合部农业研究提供参考,同时,为地方政府领导决策服务。     

太湖北部夏季浮游藻类多样性与水质评价

于2004年7月对太湖北部浮游藻类的种群组成进行了调查,分析了藻类种属组成的空间分布,利用多种多样性评价指数对水体的污染情况进行了评价,初步探讨了太湖藻类种群组成的变化特征。太湖北部浮游藻类的密度较大,介于2.54×107～8.53×108个·L-1,主要由蓝藻、绿藻、硅藻、甲藻、裸藻和隐藻等组成,以微囊藻为优势种。自湖岸向湖心,单位体积内藻类的个数及生物量逐渐递减,种属逐渐增加。其中含较多指示污染及富营养化程度的藻类种属,各种评价指数显示水体的污染程度较为严重,属中营养—富营养化范畴。     

江西九连山阔叶林雪灾后主要树种残存量的恢复时间

2008年初的南方冰雪灾害对江西九连山自然保护区常绿阔叶林生态系统造成了巨大损失.对受灾4 hm2样地中的1 5901株林木(DBH≥1 cm)进行了统计分析,其中对枫香、马尾松、米槠、木荷、拟赤杨、丝栗栲这6个代表树种进行了残存率恢复研究.结果显示:6种植物残存率为木荷>拟赤杨>米槠>枫香>马尾松>丝栗栲;恢复时间为枫香>丝栗栲>马尾松>木荷>米槠和拟赤杨.恢复时间最长的为枫香(33年),最短的为米槠和拟赤杨(15年左右),种群恢复到受灾前.同时对残存率和恢复时间的关系进行了Logistic非线性曲线模拟.样地中植物种群残存率恢复时间由受灾状况和物种生长速度决定,采用Logistic模型拟合的相关度非常显著.     

European Union agricultural policy scenarios' impacts on social sustainability of agricultural holdings

This paper aims to assess the impacts of household behaviour on social sustainability by simulating agricultural policy scenarios of the European Union (EU) Common Agricultural Policy (CAP). For this purpose a multicriteria model was formulated, at farm household level, in order to study the social impacts of the CAPs using different scenarios. The scenarios were chosen on the basis of the main EU policies affecting farm households, such as the alternative crops scenario, the Water Framework Directive scenario and the agrienvironmental schemes scenario. The data for this analysis resulted from the CAP-IRE project, a European FP7-funded project. The model includes a utility function with several conflicting criteria such as maximization of gross margin and risk and labour minimization. The model is further used to simulate the impacts on social sustainability by estimating main social indicators. The model is applied in two different farm types in Greece. The results show that the CAP scenarios have multiple social impacts on agricultural holdings, and particularly on the farm labour structure. These impacts have negative effect on social sustainability.     

都市型农业土地利用面源污染环保意识和支付意愿研究

研究针对北京郊区农业集约化水平较高的顺义区蔬菜化肥和农药超量使用及大型养殖场废弃物排放给生态环境带来严重的不良影响问题，在大量农业面源污染研究的基础上，采用CVM方法，评估了顺义区公众对以上农业活动造成的地下水环境污染问题的环境意识和支付意愿，研究结果表明：首都郊区农民的环保意识在增强；家庭人均纯收入、受访者的受教育程度与支付意愿呈显著正相关；受访者的年龄与支付意愿则呈显著负相关。该研究还计算了顺义区2002年全区农民的平均支付意愿是49．18元/人，该年全区人民总支付意愿为2680．861万元人民币。该研究可为有关部门对农业面源污染进行治理提供参考依据。     

现代生态农业与农业安全

现代生态农业是现代农业的发展方向；现代生态农业的核心是农业的可持续发展，其重要内容是农业安全。文章着重提出现代生态农业的基本概念与内涵，指出现代生态农业是以生态理论为基础，以现代生态农业技术为手段，通过农业与环境，生态与经济的平衡，达到农业可持续发展、农业安全和人类健康的最终目标。在总结国家发展现代生态农业的经验的基础上，列举了我国东南沿海经济发达地区(包括江苏省)存在的生态环境质量和农业安全问题，最后提出现代生态农业建设和解决农业安全问题的对策与建议。     

中国农业地质工作展望

农业地质学是20世纪80年代初兴起的一门以地质学的理论研究农业有关问题的边缘学科。研究农业地质对农业生产有重要意义。文章扼要地论述了研究农业地质的目的和内容,介绍了国内农业地质研究现状,并对中国农业地质工作的发展趋势作了展望。     

Optimizing conservation in species-specific agricultural landscapes

Recovery of grassland birds in agricultural landscapes is a global imperative. Agricultural landscapes are complex, and the value of resource patches may vary substantially among species. The spatial extent at which landscape features affect populations (i.e., scale of effect) may also differ among species. There is a need for regional-scale conservation planning that considers landscape-scale and species-specific responses of grassland birds to environmental change. We developed a spatially explicit approach to optimizing grassland conservation in the context of species-specific landscapes and prioritization of species recovery and applied it to a conservation program in Kentucky (USA). We used a hierarchical distance-sampling model with an embedded scale of effect predictor to estimate the relationship between landscape structure and abundance of eastern meadowlarks (Sturnella magna), field sparrows (Spizella pusilla), and northern bobwhites (Colinus virginianus). We used a novel spatially explicit optimization procedure rooted in multi-attribute utility theory to design alternative conservation strategies (e.g., prioritize only northern bobwhite recovery or assign equal weight to each species’ recovery). Eastern meadowlarks and field sparrows were more likely to respond to landscape-scale resource patch adjacencies than landscape-scale patch densities. Northern bobwhite responded to both landscape-scale resource patch adjacencies and densities and responded strongly to increased grassland density. Effects of landscape features on local abundance decreased as distance increased and had negligible influence at 0.8 km for eastern meadowlarks (0.7–1.2 km 95% Bayesian credibility intervals [BCI]), 2.5 km for field sparrows (1.5–5.8 km 95% BCI), and 8.4 km for bobwhite (6.4–26 km 95% BCI). Northern bobwhites were predicted to benefit greatly from future grassland conservation regardless of conservation priorities, but eastern meadowlark and field sparrow were not. Our results suggest similar species can respond differently to broad-scale conservation practices because of species-specific, distance-dependent relationships with landscape structure. Our framework is quantitative, conceptually simple, customizable, and predictive and can be used to optimize conservation in heterogeneous ecosystems while considering landscape-scale processes and explicit prioritization of species recovery.     

Delay dynamics of the slug Deroceras reticulatum,an agricultural pest

Slugs are devastating agricultural and horticultural pests. However, their population dynamics are not well understood and this hinders the construction of efficient control strategies. This is especially true with organic farming for which biological controls are preferred. Moreover, the dominant species, Deroceras reticulatum, does not follow a regular annual life cycle, as do the majority of the other slug species. Its dominance may be associated with this fact. In this paper, we investigate whether mechanisms associated with the slugs’ time-delayed population dynamics are responsible for the large variations in numbers, with particular emphasis on their sensitivity to environmental conditions. In order to do this, several versions of a non-autonomous delay differential equation model are developed in which we highlight some of the contentious issues in slug modelling. Analyses of the models are combined with numerical experiments using parameters based upon controlled laboratory experiments. In the absence of seasonal forcing, we find that the delay term may be neglected in the simplest models. However, the presence of a predator dramatically increases the impact of the delay term and may drive a delay induced instability. Notably, we find that in all cases the delay term is of considerable qualitative importance in models which incorporate seasonal fluctuations. We highlight the fact that the models are capable of producing a large range of solution behaviour and, furthermore, discuss the conditions for, and thus the likelihood of their relevance.     

海峡两岸碳汇农业研究与交易平台建设的思考与对策——以闽台农业碳汇交易中心规划研究为例

在全球气候变化的大背景下,发展低碳经济已经成为全球性共识;同时作为发展低碳经济前沿领域的碳交易市场也得以迅速发展。本文简要综述了我国农业碳汇交易研究和碳交易市场发展的现状及其存在的问题,分析了在福建建立海峡两岸农业碳汇交易平台的政策机遇和区域优势,提出了构建闽台农业碳汇交易中心的规划设想,并结合规划设想提出了要加强碳汇农业理论与节能减排技术、低碳农业发展规划与综合评估体系、农业碳汇交易机制、监测及其认证体系等农业碳汇研究的方向与建议。     

当前我国农业发展中存在的深层次问题及对策

农业现代化是保障国家粮食安全、农民持续增收、缩小城乡发展差距的重要举措之一。文章结合我国农业发展的现状,分析了当前农业发展中暴露出的一些深层次的问题,如土地流转不规范、耕地污染日益突显、盐碱地增产潜力不够、种子创新能力较弱、农业科技投入较少、农业发展理念有待革新等,并针对性地提出了相应的对策建议,为进一步推动我国农业转型发展和提高农村社会生产力提供决策依据。     

Effectiveness of conservation easements in agricultural regions

Conservation easements are a standard technique for preventing habitat loss, particularly in agricultural regions with extensive cropland cultivation, yet little is known about their effectiveness. I developed a spatial econometric approach to propensity‐score matching and used the approach to estimate the amount of habitat loss prevented by a grassland conservation easement program of the U.S. federal government. I used a spatial autoregressive probit model to predict tract enrollment in the easement program as of 2001 based on tract agricultural suitability, habitat quality, and spatial interactions among neighboring tracts. Using the predicted values from the model, I matched enrolled tracts with similar unenrolled tracts to form a treatment group and a control group. To measure the program's impact on subsequent grassland loss, I estimated cropland cultivation rates for both groups in 2014 with a second spatial probit model. Between 2001 and 2014, approximately 14.9% of control tracts were cultivated and 0.3% of treated tracts were cultivated. Therefore, approximately 14.6% of the protected land would have been cultivated in the absence of the program. My results demonstrate that conservation easements can significantly reduce habitat loss in agricultural regions; however, the enrollment of tracts with low cropland suitability may constrain the amount of habitat loss they prevent. My results also show that spatial econometric models can improve the validity of control groups and thereby strengthen causal inferences about program effectiveness in situations when spatial interactions influence conservation decisions.